海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的案例
柔性智能貼片：監(jiān)測(cè)海洋動(dòng)物行為和海洋環(huán)境狀況！
導(dǎo)讀
近日，沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一個(gè)名為“海洋皮膚”（Marine Skin）的智能貼片，它使得對(duì)于海洋動(dòng)物行為的研究變得更容易且更豐富。
背景
監(jiān)測(cè)并記錄一系列海洋環(huán)境參數(shù)對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。然而，目前追蹤海洋動(dòng)物的現(xiàn)有系統(tǒng)，往往顯得笨重且不適合動(dòng)物佩戴。
（圖片來(lái)源：維基百科）
創(chuàng)新
近日，沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一個(gè)名為“海洋皮膚”（Marine Skin）的智能貼片，它使得對(duì)于海洋動(dòng)物行為的研究變得更容易且更豐富。這種動(dòng)物的電子標(biāo)簽系統(tǒng)基于可拉伸的硅膠彈性體，它能夠經(jīng)受得起扭曲、剪切以及拉伸，甚至可以承受得住深水中的高壓。
（圖片來(lái)源：參考資料【2】）
Joanna Nassar 之前是該校智能貼片開發(fā)團(tuán)隊(duì)中的一名博士生，現(xiàn)工作于美國(guó)加州理工學(xué)院。他表示：“這種集成的柔性電子器件能實(shí)時(shí)追蹤動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和潛水行為，以及周圍海洋環(huán)境的健康狀況。”
技術(shù)
Nassar 表示：“我們采用了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案和柔軟的材料，在無(wú)創(chuàng)性、重量、使用生命周期與操作速度方面，打敗了現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。” 在現(xiàn)有的原型中，位置數(shù)據(jù)通過(guò)水溫和鹽度的記錄進(jìn)行補(bǔ)充，未來(lái)還將添加更多的感知能力，可能包括感知被標(biāo)記的動(dòng)物的生理狀態(tài)。小型動(dòng)物在其棲息地范圍內(nèi)到處運(yùn)動(dòng)，海洋化學(xué)信息與它們的健康和活動(dòng)息息相關(guān)。
目前，標(biāo)簽采集的數(shù)據(jù)是通過(guò)無(wú)線通信的方式傳輸。未來(lái)，研究人員希望開發(fā)出遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢索方法，從而克服水中信號(hào)傳輸?shù)碾y題。
“海洋皮膚”是 Muhammad Mustafa Hussain 教授的小組與Carlos Duarte 教授的小組在 KAUST 合作開發(fā)的許多創(chuàng)新成果之一。
展開 海洋牧場(chǎng)水質(zhì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器有哪些？
在海洋牧場(chǎng)的建設(shè)過(guò)程中，最為重要也最難掌控的就是海洋氣候和海洋水質(zhì)。良好的水質(zhì)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)海產(chǎn)養(yǎng)殖高產(chǎn)、高效的重要影響因素之一。而適宜的氣候條件不僅是水產(chǎn)生物生長(zhǎng)、繁殖及抵抗疾病等的必要條件，同時(shí)也是影響水質(zhì)的重要因素之一。因此對(duì)于海洋牧場(chǎng)的建設(shè)來(lái)說(shuō)，兩者至關(guān)重要。
借助智能水質(zhì)傳感器、室外氣象站等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋氣象環(huán)境和水質(zhì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效防范極端天氣，及時(shí)處理污染水質(zhì)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖與生態(tài)環(huán)境提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖集約、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的發(fā)展需求。
利用氣象站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、光照度等氣象參數(shù)，實(shí)現(xiàn)海洋氣象變化的實(shí)時(shí)掌握，積極做好突發(fā)性天氣變化的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，及時(shí)加固養(yǎng)殖設(shè)施，謹(jǐn)防極端天氣狀況造成的水產(chǎn)生物死亡、設(shè)備損壞等情況，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)天氣在海的能力，保護(hù)海洋牧場(chǎng)安全，降低海洋牧場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
借助漂浮式水質(zhì)監(jiān)測(cè)站和各種水質(zhì)傳感器構(gòu)建海洋水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海洋水質(zhì)信息的多方式獲取與預(yù)警信息的及時(shí)發(fā)布。當(dāng)測(cè)量指數(shù)超過(guò)設(shè)定值的時(shí)候，及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行水質(zhì)優(yōu)化，為海產(chǎn)養(yǎng)殖提供適宜的水質(zhì)條件，為海洋牧場(chǎng)的發(fā)展保駕護(hù)航。
漂浮式水質(zhì)監(jiān)測(cè)站受海浪影響小，漂浮穩(wěn)定，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地漂浮在海面上監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)環(huán)境；可搭配各種水質(zhì)檢測(cè)探頭，實(shí)現(xiàn)海洋水質(zhì)PH、電導(dǎo)率、溶解氧等參數(shù)的精準(zhǔn)檢測(cè)，協(xié)助管理人員科學(xué)制定養(yǎng)殖方案，打造海洋牧場(chǎng)綠色生態(tài)環(huán)境。
展開 譜尼測(cè)試圓滿完成2023年國(guó)家海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)夏季航次任務(wù)
近日，譜尼測(cè)試集團(tuán)圓滿完成2023年國(guó)家海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)南海區(qū)海域與廣東中部海洋近岸夏季航次海洋監(jiān)測(cè)調(diào)查任務(wù)。開展了海水與沉積物常規(guī)、放射性核素、新污染物的樣品采集以及部分指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)任務(wù)，為國(guó)家掌握管轄海域海洋環(huán)境質(zhì)量提供工作支撐，并助力摸清海洋輻射環(huán)境的本底情況，為后續(xù)及時(shí)跟蹤研判福島核污染水排海對(duì)我海洋輻射環(huán)境可能的影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
碧海深藍(lán)，劈波斬浪。譜尼測(cè)試海洋事業(yè)部海洋監(jiān)測(cè)項(xiàng)目組攜手努力，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，分別搭乘800噸級(jí)科學(xué)考察船與500噸級(jí)近海調(diào)查船，采用溫鹽深剖面儀搭載多通道采水器、箱式采泥器等專業(yè)海洋監(jiān)測(cè)儀器，按照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范順利開展并完成了海洋水質(zhì)、海洋沉積物各指標(biāo)的海洋生態(tài)樣品采集、樣品預(yù)處理與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，并依照標(biāo)準(zhǔn)要求貯存、運(yùn)輸海洋生態(tài)樣品快速至實(shí)驗(yàn)室。航次歷時(shí)三十余天，總航程超過(guò)3000海里，完成了南海區(qū)近海與廣東中部近岸共計(jì)81個(gè)點(diǎn)位相關(guān)外業(yè)工作。
后續(xù)，譜尼將繼續(xù)開展實(shí)驗(yàn)室分析工作，采用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制、外部質(zhì)量控制手段，嚴(yán)把數(shù)據(jù)質(zhì)量關(guān)，如期報(bào)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)及其他成果，為科學(xué)治污、精準(zhǔn)治污、依法治污提供科學(xué)依據(jù)。
展開 喜報(bào)丨譜尼測(cè)試實(shí)力中標(biāo)2023年國(guó)家海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)夏季航次項(xiàng)目
譜尼測(cè)試（股票代碼300887），作為國(guó)內(nèi)知名的第三方大型綜合性檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)，憑借雄厚的技術(shù)力量，依托在海洋調(diào)查監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的突出技術(shù)能力與豐富的項(xiàng)目承擔(dān)經(jīng)驗(yàn)以及在全國(guó)擁有網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室的巨大優(yōu)勢(shì)，在2023年國(guó)家海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（管轄海域夏季航次）技術(shù)服務(wù)采購(gòu)項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)中再次脫穎而出，中標(biāo)廣東中部近岸與南海區(qū)近海兩個(gè)包段海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。該項(xiàng)目已是譜尼測(cè)試集團(tuán)自2021年起，第六次中標(biāo)承擔(dān)國(guó)家海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目任務(wù)。
本次監(jiān)測(cè)項(xiàng)目將嚴(yán)格執(zhí)行《2023年全國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作實(shí)施方案》與《2023年全國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制方案》的相關(guān)要求，搭乘海洋科學(xué)考察船，使用CTD溫鹽深剖面儀搭載多通道采水器等專業(yè)儀器設(shè)備，在南海海域開展海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)夏季航次。
多年來(lái)，譜尼測(cè)試憑借先進(jìn)的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)有力的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，積極提升海洋監(jiān)測(cè)領(lǐng)域綜合實(shí)力，形成了獨(dú)特的譜尼優(yōu)勢(shì)，并自行購(gòu)置了專業(yè)的海洋調(diào)查采樣儀器，可實(shí)現(xiàn)海水溫、鹽、深等參數(shù)的原位測(cè)定。基于集團(tuán)齊全的資質(zhì)能力、豐富的技術(shù)資源儲(chǔ)備和多元的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，承接了多項(xiàng)重大海洋工程生態(tài)環(huán)保監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作，并圓滿完成了多次近海海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)航次調(diào)查任務(wù)，積累了全面的海洋監(jiān)測(cè)調(diào)查項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。PONY譜尼測(cè)試海洋生態(tài)實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)建立，可為客戶提供專業(yè)、及時(shí)、高效的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查綜合解決方案。在北京、上海、深圳、青島等實(shí)驗(yàn)基地均配備專業(yè)的采樣、監(jiān)測(cè)、咨詢技術(shù)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)多名成員畢業(yè)于知名海洋科研院所，具備海洋科研項(xiàng)目從業(yè)經(jīng)歷與豐富的調(diào)查經(jīng)驗(yàn)。此外，譜尼測(cè)試目前與多所涉海科研院校保持穩(wěn)定的合作關(guān)系，持續(xù)提升領(lǐng)域技術(shù)能力儲(chǔ)備。實(shí)驗(yàn)室擁有專業(yè)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和規(guī)范的監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，可按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和海域特點(diǎn)為客戶提供經(jīng)濟(jì)可靠的海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)。
展開 
環(huán)境監(jiān)測(cè)生物技術(shù)
（三）可檢測(cè)化學(xué)制劑和生物制劑的生物傳感器
美國(guó)田納西大學(xué)（位于美國(guó)田納西州諾克斯維爾）的研究人員利用由生物工程技術(shù)制成的、存在雜質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)出藍(lán)綠輝光的微生物，開發(fā)成功一種基于芯片的環(huán)境生物傳感器樣品。這種被稱為生物發(fā)光型生物指示器IC（bioluminescent bioreporter IC，簡(jiǎn)稱 BBIC）的器件技術(shù)可在眾多的應(yīng)用（從航天器到反恐）中巧妙地檢測(cè)出氨、鋅等各類化學(xué)物質(zhì)。
（四）光纖化學(xué)/生物傳感技術(shù)
光纖技術(shù)與光譜分析技術(shù)的有機(jī)結(jié)合就構(gòu)成了光纖傳感技術(shù)。光纖傳感技術(shù)突破了光譜分析的傳統(tǒng)模式，光可由光纖直接導(dǎo)入樣品，而樣品不必放入光譜儀中就能進(jìn)行測(cè)定。特別適用于環(huán)境污染物、生物藥物， 以及生產(chǎn)過(guò)程的原位、在線監(jiān)測(cè)和對(duì)樣品的無(wú)損測(cè)定。早在十幾年前，人們就曾經(jīng)預(yù)言：光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn)將不可避免地引起分析實(shí)驗(yàn)室及分析控制儀器的又一次革命。隨著環(huán)境科學(xué)與生命科學(xué)的發(fā)展，對(duì)各種與人類生存環(huán)境密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)的測(cè)定和變化過(guò)程的監(jiān)測(cè)，已顯得特別突出和重要。由于 FOC&BS 具有實(shí)時(shí)、在線及遠(yuǎn)距離自動(dòng)監(jiān)測(cè)和對(duì)樣品無(wú)損測(cè)定等特點(diǎn)，人們對(duì)它在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用給予了較多的關(guān)注，特別是在溶解氧、pH、濕度和水質(zhì)毒性等監(jiān)測(cè)要素的應(yīng)用中。
三、生物大分子標(biāo)記物
生物大分子標(biāo)記物是指生物體內(nèi)的一些對(duì)外界環(huán)境變化敏感并能產(chǎn)生一些可檢測(cè)變化的大分子物質(zhì)，這些大分子物質(zhì)能夠反映環(huán)境變化對(duì)生物體的影響。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視和分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將生物大分子標(biāo)記物的檢測(cè)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)中已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。生物大分子標(biāo)記物檢測(cè)由于其測(cè)定指標(biāo)全面、準(zhǔn)確、系統(tǒng)且具有特異性等優(yōu)點(diǎn)，近十幾年來(lái)作為污染物暴露和毒性效應(yīng)的早期預(yù)警工具已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境評(píng)價(jià)中。
展開 環(huán)境監(jiān)測(cè) 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂 技術(shù)導(dǎo)則
W020100310398119939588.pdf
我國(guó)建設(shè)海洋溫室氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化
因此，海表二氧化碳濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)可以為應(yīng)對(duì)氣候變化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，將為海洋災(zāi)害預(yù)警報(bào)、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供重要的支撐。
東海南海建立四個(gè)監(jiān)測(cè)站
國(guó)際上對(duì)溫室氣體的監(jiān)測(cè)起步較早，已經(jīng)有比較成熟的體系和技術(shù)。
如美國(guó)夏威夷Mauna Loa監(jiān)測(cè)站，從1957年即開始進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄，是目前全世界公認(rèn)的數(shù)據(jù)最權(quán)威的監(jiān)測(cè)站。目前，主要發(fā)達(dá)國(guó)家已在全球不同經(jīng)緯度地區(qū)建立了監(jiān)測(cè)站并逐漸形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)。
國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心“國(guó)家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”（碳化學(xué)實(shí)驗(yàn)室）是國(guó)內(nèi)最早系統(tǒng)開展海洋碳循環(huán)監(jiān)測(cè)和研究的機(jī)構(gòu)，并率先在國(guó)內(nèi)開展海洋大氣溫室氣體連續(xù)監(jiān)測(cè)工作，積累了大量的工作經(jīng)驗(yàn)。
自2013年起，“國(guó)家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”在國(guó)內(nèi)率先開展海洋大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)工作，分別在浙江嵊山島、福建北礵島、海南西沙永興島和南沙分別建立了大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)站。其中，西沙永興島位于南海腹地，不但擁有南海海域代表性熱帶季風(fēng)氣侯特征，而且遠(yuǎn)離大陸，具有南海西北部海洋大氣溫室氣體本底值的代表性。
北礵島位于福建霞浦縣東南部，屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，其周邊大氣具有東海海洋大氣溫室氣體本底值的代表性。
嵊山島位于浙江沿海，屬于典型的北亞熱帶海洋季風(fēng)區(qū)，其周邊大氣具有長(zhǎng)江口海洋大氣溫室氣體本底值的代表性。
南沙海洋大氣溫室氣體站位于永暑島，屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，其周邊大氣具有南海中南部海洋大氣溫室氣體本底值的代表性。
這4個(gè)選址分處中國(guó)東海、南海，可為這一廣大海域的溫室氣體監(jiān)測(cè)提供具有代表性的數(shù)據(jù)。
提供長(zhǎng)期精準(zhǔn)數(shù)據(jù)
經(jīng)過(guò)近年來(lái)的業(yè)務(wù)運(yùn)行，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和監(jiān)測(cè)站積累了經(jīng)驗(yàn)，建立了海洋大氣溫室氣體本底濃度篩分方法，初步研究了季風(fēng)和氣團(tuán)長(zhǎng)距離輸送對(duì)溫室氣體濃度變化特征的影響，初步研究了溫室氣體濃度對(duì)海洋碳源匯的影響。
展開 無(wú)人機(jī)或成下一代海洋監(jiān)測(cè)和海底通信的基地
東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)由于其高速定位、穩(wěn)定性和效率，可能成為下一代海洋監(jiān)測(cè)和海底的通信的基地。為了進(jìn)行海洋調(diào)查，安裝在水下機(jī)器人設(shè)備上的傳感器通常用于與海面基站通信。來(lái)自日本的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種很有前途的方法來(lái)優(yōu)化這種水下通信。
圖片來(lái)源：東京大學(xué)
在本月發(fā)表在《遙感》(Remote Sensing)雜志上的一項(xiàng)研究中，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員透露，無(wú)人機(jī)(uav)，通常被稱為無(wú)人機(jī)，有望成為與機(jī)器人設(shè)備(AUV)進(jìn)行海洋調(diào)查的通信基地。
由于能夠獲得詳細(xì)的海底圖像和信息，AUV被廣泛用于水下調(diào)查和海底監(jiān)測(cè)任務(wù)。由于海水會(huì)削弱發(fā)射的無(wú)線電波信號(hào)，因此海面基站是自動(dòng)水下航行器獲取絕對(duì)位置和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的必要合作伙伴。然而，這些基站具有低機(jī)動(dòng)性和隨海洋干擾的漂移。因此，為了優(yōu)化這種水下通信，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員試圖用更高效、更快、更穩(wěn)定的設(shè)備來(lái)解決這些限制。
該研究的主要作者Yokota Yusuke解釋說(shuō):“因?yàn)楹Ｃ嫔系娘w行器不能有效地實(shí)現(xiàn)高速觀測(cè)，所以我們研究了無(wú)人機(jī)是否可以用作與AUV進(jìn)行水下通信的基站。”“無(wú)人機(jī)可以以50公里/小時(shí)或更高的速度飛行，它們不受洋流或其他干擾的影響，這使它們成為這一應(yīng)用的理想候選者。”
為了做到這一點(diǎn)，研究人員首先觀察無(wú)人機(jī)是否能在海面上著陸并起飛返回基地。然后，他們使用兩架無(wú)人機(jī)(其中一架模仿AUV)研究水下通信，以確定懸停與水下設(shè)備之間的距離穩(wěn)定性。最后，研究人員檢查了作為浮標(biāo)使用的無(wú)人機(jī)的海面搖擺。
展開 基于海洋環(huán)境噪聲水下探測(cè)研究進(jìn)展
表1 海洋環(huán)境噪聲分類
按聲源的發(fā)聲頻率的不同進(jìn)行分類，可以分為：極低頻噪聲、超低頻及甚低頻噪聲、高頻噪聲。
深海環(huán)境的噪聲源一般有：潮汐和波浪的壓力作用、地震擾動(dòng)、海洋湍流、船舶噪聲、水面波浪和熱噪聲，淺海環(huán)境噪聲源有：行船及工業(yè)噪聲、風(fēng)成噪聲、生物噪聲。
⒉海洋環(huán)境噪聲獲取
海洋噪聲測(cè)量是對(duì)特定的海洋環(huán)境在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行噪聲測(cè)量，可以采用浮標(biāo)、潛標(biāo)和沉底等手段，短期監(jiān)測(cè)可以使用船只拖拽測(cè)量裝置進(jìn)行，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)則使用固定點(diǎn)位或者分布式光纖聲波傳感器。美國(guó)海軍利用聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)海洋環(huán)境噪聲測(cè)量進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量。印度的RAMJI等人利用浮標(biāo)系統(tǒng)測(cè)量分析淺海環(huán)境噪聲。國(guó)內(nèi)的學(xué)者在海洋環(huán)境噪聲獲取方面也進(jìn)行了相關(guān)的研究。張毅等設(shè)計(jì)開發(fā)了一種超低功耗海洋環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。姚壯等利用帶寬為20Hz～100kHz的水聽器測(cè)量系統(tǒng)對(duì)大連市周邊近岸海域5個(gè)典型站位的水下噪聲進(jìn)行了測(cè)量，獲取各站點(diǎn)海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)。
⒊海洋環(huán)境噪聲模型
在噪聲源研究的基礎(chǔ)上結(jié)合波導(dǎo)聲傳播特性發(fā)展起來(lái)的海洋環(huán)境噪聲模型包括噪聲源模型和聲傳播模型。
風(fēng)關(guān)噪聲是各海域普遍存在的頻率從幾百赫茲到幾萬(wàn)赫茲的主要海洋環(huán)境噪聲源，風(fēng)關(guān)噪聲模型通常采取靜態(tài)噪聲源模型或動(dòng)態(tài)噪聲源統(tǒng)計(jì)模型]。遠(yuǎn)處航船噪聲是產(chǎn)生低頻海洋環(huán)境噪聲的主要噪聲源，艦船輻射噪聲源可以分為：機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲。吳國(guó)清、陶篤純、蔣國(guó)健等對(duì)船舶水下輻射噪聲信號(hào)建模進(jìn)行了大量的研究工作。在艦船水下輻射噪聲信號(hào)建模的基礎(chǔ)上，孫軍平等用準(zhǔn)周期隨機(jī)聲脈沖序列模型仿真進(jìn)行了仿真研究。MA等人研究了小陣雨和一般降水過(guò)程中的水下噪聲。
展開 海洋技術(shù) ▏海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)傳感技術(shù)研究進(jìn)展
海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)傳感技術(shù)同時(shí)在軍事與民用領(lǐng)域都有廣泛且重要的應(yīng)用，高質(zhì)量的海洋工程磁場(chǎng)數(shù)據(jù)信息可為地震監(jiān)測(cè)與研究、海洋礦產(chǎn)資源勘探、沉船打撈搜救、海洋油線管道調(diào)查、水下未爆目標(biāo)探測(cè)、水下潛器自主導(dǎo)航等方面提供重要的基礎(chǔ)資料，海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)傳感技術(shù)既在海底光纜/油氣管線鋪設(shè)維修、海底未爆目標(biāo)探測(cè)、海上平臺(tái)選址、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等民用方面具有重要意義，也在探潛、艦艇消磁、導(dǎo)航與制導(dǎo)等軍用方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)
本文研究海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，從磁場(chǎng)探測(cè)方法與磁場(chǎng)傳感技術(shù)兩個(gè)方面入手進(jìn)行研究，分析發(fā)展規(guī)律與現(xiàn)狀，提出未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
二、海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)方法
海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)有多種形式，其中，從探測(cè)方法角度來(lái)劃分，海洋工程磁場(chǎng)探測(cè)分為單磁力儀探測(cè)與多磁力儀探測(cè)，其中單磁力儀探測(cè)包括磁場(chǎng)總場(chǎng)探測(cè)和磁場(chǎng)矢量場(chǎng)探測(cè)，多磁力儀探測(cè)包括縱向磁場(chǎng)梯度探測(cè)、橫向磁場(chǎng)梯度探測(cè)、垂向磁場(chǎng)梯度探測(cè)、磁場(chǎng)傳感陣列探測(cè)等。
⒈磁場(chǎng)總場(chǎng)/矢量場(chǎng)探測(cè)
⑴磁場(chǎng)總場(chǎng)探測(cè)
海洋工程磁場(chǎng)總場(chǎng)探測(cè)是利用標(biāo)量磁力儀探測(cè)海洋磁場(chǎng)總場(chǎng)強(qiáng)度，受磁力儀姿態(tài)影響較小，常用的標(biāo)量磁力儀有光泵磁力儀、質(zhì)子磁力儀和OVERHAUSER磁力儀等。
展開 大氣網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)
近年來(lái)，環(huán)境污染問(wèn)題一直困擾著人們的生活，尤其是大氣污染問(wèn)題愈演愈烈，嚴(yán)重威脅著人們的生命健康。在國(guó)家提出“雙碳”背景下，各地紛紛走上了準(zhǔn)確治霾之路。而大氣網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，因其準(zhǔn)確、科學(xué)，能有效提升治理霧霾的工作效率，能為環(huán)境監(jiān)管提供數(shù)據(jù)和技術(shù)等優(yōu)勢(shì)，成為準(zhǔn)確治霾的新主流，也備受一些地方的喜愛。
1. 什么是大氣網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
大氣環(huán)境網(wǎng)格化綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是面向環(huán)境管理部門（如市、縣政府和環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)），旨在幫助解決區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)難題，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的提供大氣污染的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、分析；助用戶掌握區(qū)域內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)污染特征狀況，為大氣污染的防治提供技術(shù)策支持。
大氣網(wǎng)格化環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由信息采集、數(shù)據(jù)展示與分析、應(yīng)用平臺(tái)三大模塊組成，采用點(diǎn)、線、面的單元網(wǎng)格化布局方式，實(shí)現(xiàn)城市區(qū)域環(huán)境多維一體化監(jiān)測(cè)管理，除監(jiān)測(cè)常規(guī)的空氣溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、大氣壓力等氣象因素外，還主要監(jiān)測(cè)顆粒物PM2.5、PM10以及二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧等氣體的實(shí)時(shí)濃度。
2. 傳感器的介紹
深圳新世聯(lián)代理的英國(guó)alphansense傳感器，專門為大氣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域推出了環(huán)境空氣質(zhì)量傳感器，包括有毒氣體傳感器A4/B4系列、PM2.5、PM10顆粒物檢測(cè)器OPC系列，非常適合應(yīng)用大氣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境系統(tǒng)中。
Alphasense的B4系列電化學(xué)傳感器的第四個(gè)電極作為輔助電極，用于補(bǔ)償零點(diǎn)電流，使其具有高信號(hào)電平，低零點(diǎn)電流的特性，分辨率可低至小于10 ppb，響應(yīng)快，反應(yīng)時(shí)間短，抗干擾，工作范圍較廣等明顯優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于城市街道的一些固定監(jiān)測(cè)站。
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“海上絲路”海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)布
12月10日，聯(lián)合國(guó)教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(huì)西太平洋分委會(huì)，向國(guó)際社會(huì)正式發(fā)布“‘21世紀(jì)海上絲綢之路’海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由自然資源部第一海洋研究所研發(fā)。
即日起，全球用戶可在任何地方通過(guò)手機(jī)APP“掌中海洋Global Ocean on Desk”或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（http://221.215.61.118:2018/ofs/）查詢未來(lái)5天的全球海洋環(huán)境預(yù)報(bào)結(jié)果，并可直接下載相關(guān)數(shù)據(jù)。
該預(yù)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)在海洋數(shù)值模式研發(fā)、超級(jí)計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力等方面的實(shí)力大幅提升，將給很多沒有海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)的國(guó)家（如東南亞區(qū)域）帶來(lái)直接幫助。這是我國(guó)深化全球海洋治理的新舉措，為“一帶一路”海上合作增添了新成果。
就像天氣預(yù)報(bào)與我們生活密切相關(guān)，海洋環(huán)境預(yù)報(bào)為人類海上活動(dòng)及海洋減災(zāi)防災(zāi)提供信息支持。海洋環(huán)境預(yù)報(bào)的核心基礎(chǔ)是海洋數(shù)值模式。海洋數(shù)值模式的發(fā)展長(zhǎng)期由歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)。雖然國(guó)際上海洋數(shù)值模式取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但所有海洋數(shù)值模式都存在巨大的共性模擬偏差。比如，計(jì)算的表層海洋溫度偏高，次表層海洋溫度偏低。
第一海洋研究所喬方利團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)了“浪致混合理論”，并被美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、瑞典、匈牙利、澳大利亞等國(guó)家多個(gè)研究組實(shí)際應(yīng)用，均顯著提高了海洋數(shù)值模式的模擬和預(yù)報(bào)精度。據(jù)此，該團(tuán)隊(duì)建立了世界首個(gè)“海浪—潮流—環(huán)流耦合的業(yè)務(wù)化海洋數(shù)值模式”，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了“‘21世紀(jì)海上絲綢之路’海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。
該預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以提供未來(lái)5天全球海洋的溫度、鹽度、海流、海面高度、波高和波周期等要素。海流不僅控制著海洋污染物、海漂垃圾和微塑料等的漂移路徑，還直接影響海上搜救。7月5日，泰國(guó)普吉沉船事故發(fā)生后，第一海洋研究所與泰國(guó)相關(guān)部門密切合作，為搜救提供了范圍預(yù)報(bào)，其準(zhǔn)確性得到充分驗(yàn)證，在國(guó)際社會(huì)產(chǎn)生了積極反響。
展開 韓梅等：水下聲學(xué)浮標(biāo)南中國(guó)海海洋環(huán)境噪聲實(shí)測(cè)分析
海洋環(huán)境噪聲是海洋中普遍存在的固有聲場(chǎng)，其是影響聲吶系統(tǒng)探測(cè)和定位的重要參數(shù)，也是影響潛艇隱蔽性的重要因素。海洋環(huán)境噪聲的組成十分復(fù)雜，其中50～500Hz頻率范圍內(nèi)航船噪聲為主要噪聲源，而在100Hz以上的高頻段海洋環(huán)境噪聲則與海面風(fēng)速具有很好的相關(guān)性，由于潮汐或波浪運(yùn)動(dòng)造成的靜壓力則會(huì)產(chǎn)生極低頻的海洋環(huán)境噪聲。為了提高水聲設(shè)備水中目標(biāo)探測(cè)性能，加強(qiáng)海洋環(huán)境噪聲觀測(cè)成為了一個(gè)重要課題，值得關(guān)注的是，迄今我國(guó)對(duì)開闊大洋區(qū)的海洋環(huán)境噪聲認(rèn)識(shí)還很不足，一定程度上制約了聲吶裝備的發(fā)展。關(guān)于海洋環(huán)境噪聲特性的研究已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，這些測(cè)量結(jié)果基本都是基于傳統(tǒng)海洋環(huán)境觀測(cè)手段獲得，而無(wú)法充分了解海洋環(huán)境噪聲時(shí)空域特性。海洋環(huán)境噪聲時(shí)空域特性是非常復(fù)雜的，其在不同時(shí)間、不同深度、不同海域的海洋環(huán)境噪聲都存在巨大差異，因此需要對(duì)海洋環(huán)境噪聲進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間和大范圍的觀測(cè)才足以分析其特性。
多剖面浮標(biāo)作為一種水下漂流移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)，其通過(guò)改變自身浮力可多次實(shí)現(xiàn)上浮和下潛運(yùn)動(dòng)，具有在位時(shí)間長(zhǎng)、噪聲水平低、隱蔽性能高、成本低、易操作等優(yōu)點(diǎn)，且其平臺(tái)技術(shù)相對(duì)成熟，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于全球海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。與潛標(biāo)、岸基聲吶和水聲測(cè)量船等傳統(tǒng)觀測(cè)手段相比，浮標(biāo)在海洋環(huán)境噪聲觀測(cè)方面的應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢(shì)，且浮標(biāo)平臺(tái)只有在水面下潛階段和水下準(zhǔn)備上浮階段油泵電機(jī)工作時(shí)才會(huì)產(chǎn)生短暫的平臺(tái)噪聲，因此可在浮標(biāo)平臺(tái)上集成聲學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)和廣域的海洋環(huán)境噪聲觀測(cè)。
展開 “海上絲路”海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)布
12月10日，聯(lián)合國(guó)教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(huì)西太平洋分委會(huì)，向國(guó)際社會(huì)正式發(fā)布“‘21世紀(jì)海上絲綢之路’海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由自然資源部第一海洋研究所研發(fā)。
即日起，全球用戶可在任何地方通過(guò)手機(jī)APP“掌中海洋Global Ocean on Desk”或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（http://221.215.61.118:2018/ofs/）查詢未來(lái)5天的全球海洋環(huán)境預(yù)報(bào)結(jié)果，并可直接下載相關(guān)數(shù)據(jù)。
該預(yù)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)在海洋數(shù)值模式研發(fā)、超級(jí)計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力等方面的實(shí)力大幅提升，將給很多沒有海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)的國(guó)家（如東南亞區(qū)域）帶來(lái)直接幫助。這是我國(guó)深化全球海洋治理的新舉措，為“一帶一路”海上合作增添了新成果。
就像天氣預(yù)報(bào)與我們生活密切相關(guān)，海洋環(huán)境預(yù)報(bào)為人類海上活動(dòng)及海洋減災(zāi)防災(zāi)提供信息支持。海洋環(huán)境預(yù)報(bào)的核心基礎(chǔ)是海洋數(shù)值模式。海洋數(shù)值模式的發(fā)展長(zhǎng)期由歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)。雖然國(guó)際上海洋數(shù)值模式取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但所有海洋數(shù)值模式都存在巨大的共性模擬偏差。比如，計(jì)算的表層海洋溫度偏高，次表層海洋溫度偏低。
第一海洋研究所喬方利團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)了“浪致混合理論”，并被美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、瑞典、匈牙利、澳大利亞等國(guó)家多個(gè)研究組實(shí)際應(yīng)用，均顯著提高了海洋數(shù)值模式的模擬和預(yù)報(bào)精度。據(jù)此，該團(tuán)隊(duì)建立了世界首個(gè)“海浪—潮流—環(huán)流耦合的業(yè)務(wù)化海洋數(shù)值模式”，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了“‘21世紀(jì)海上絲綢之路’海洋環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。
該預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以提供未來(lái)5天全球海洋的溫度、鹽度、海流、海面高度、波高和波周期等要素。海流不僅控制著海洋污染物、海漂垃圾和微塑料等的漂移路徑，還直接影響海上搜救。7月5日，泰國(guó)普吉沉船事故發(fā)生后，第一海洋研究所與泰國(guó)相關(guān)部門密切合作，為搜救提供了范圍預(yù)報(bào)，其準(zhǔn)確性得到充分驗(yàn)證，在國(guó)際社會(huì)產(chǎn)生了積極反響。
展開 海洋資源可持續(xù)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的低碳發(fā)展模式
摘要：隨著我國(guó)能源開發(fā)逐漸對(duì)海洋資源的重視，越多越多的海洋資源開發(fā)成為了今后我國(guó)能源開發(fā)的重要方向。但是在能源開發(fā)的過(guò)程中如何實(shí)施環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展，尤其是當(dāng)前對(duì)于海洋資源的開發(fā)過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)提高開采，亟需我們解決。目前不斷提升海洋資源的利用率、加速海洋創(chuàng)新技術(shù)等工作成為了當(dāng)前我們研究的重要課題。
關(guān)鍵詞：海洋資源；可持續(xù)開發(fā)；環(huán)境保護(hù)；低碳發(fā)展
引言：
海洋資源豐富多樣，與其本身的海體、海底以及海面等有著直接的關(guān)聯(lián)，形成的海洋資源非常豐富，包含了很多的金屬核資源、能源、海水、港口以及海洋空間等自然和衍生資源。目前世界大陸資源逐漸枯竭，很多的國(guó)家將資源的探索轉(zhuǎn)向了海洋，因此針對(duì)海洋資源的可持續(xù)開展變得非常重要，那么在開采海洋資源的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展？如何實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的發(fā)展模式？這些必將成為了今后的研究主題。
一、海洋資源可持續(xù)開發(fā)的必要性
隨著海洋資源開發(fā)利用的不斷發(fā)展，那么對(duì)于海洋資源的利用，以下從三個(gè)方面來(lái)分析海洋資源可持續(xù)發(fā)展開發(fā)的必要性。
第一，我國(guó)目前建立的海洋資源可持續(xù)開發(fā)的模式屬于低碳發(fā)展模式，這種模式已在各個(gè)領(lǐng)域運(yùn)用并取得了很好的成果，低碳經(jīng)濟(jì)已成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)中重要的一環(huán)，我國(guó)提倡的低碳經(jīng)濟(jì)是由于國(guó)際社會(huì)對(duì)全球資源亂采亂伐，造成資源大量的消耗并排放出大量的有害氣體，使得全球環(huán)境極度惡化而提出的新理念，低碳概念也成為了目前國(guó)際上重點(diǎn)關(guān)注和發(fā)展的領(lǐng)域，它的核心內(nèi)容是發(fā)展觀、技術(shù)、制度等方向上的創(chuàng)新。海洋資源作為全球資源最為豐富的資源之一，一旦海洋系統(tǒng)受到嚴(yán)重的打擊，那么人類將會(huì)面臨滅頂之災(zāi)，所以合理的開發(fā)和利用海洋資源不僅能夠保護(hù)眾多海洋生物，還能有效的解決資源匱乏、人口膨脹、環(huán)境惡化等一系列的難題，這也突出了海洋資源在開發(fā)和利用上必須要堅(jiān)持這種可持續(xù)的發(fā)展模式。
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